I ricercatori di tutto il mondo hanno da tempo affrontato la domanda:c'è vita su altri pianeti, e se così fosse, come lo troviamo? Di fronte a migliaia di pianeti da esplorare oltre il nostro sistema solare, gli scienziati hanno bisogno di un modo per prevedere quali esopianeti hanno maggiori probabilità di ospitare la vita. Per complicare le cose, le loro previsioni devono essere basate su osservazioni che possono essere fatte da anni luce di distanza, come le dimensioni dell'esopianeta, massa e la composizione della sua atmosfera.

In una recente pubblicazione su Giornale Astrofisico , La scienziata planetaria dell'Università di Chicago, Stephanie Olson, ha presentato un nuovo modello che prevede come i modelli di circolazione degli oceani possono influenzare la vita favorevole su quel pianeta. Questi fattori possono guidare gli scienziati nella ricerca della vita su altri mondi, e le scoperte dei ricercatori suggeriscono che cercare un pianeta esattamente come la Terra potrebbe non portarci nei luoghi più probabili in cui esiste la vita aliena.

"La piccola quantità di lavoro precedente sugli oceani degli esopianeti si è concentrata principalmente sul loro impatto climatico, " ha detto il co-autore e professore associato di UChicago Dorian Abbot. "Questo studio avvia il processo di valutazione dell'impatto che la circolazione oceanica ha sul ciclo dei nutrienti, produttività biologica e, potenzialmente, la rilevabilità della vita sugli esopianeti".

I modelli di circolazione possono avere un effetto drammatico sulla vitalità della vita nell'oceano. La maggior parte della vita nell'oceano sul pianeta Terra esiste all'interno dello strato superiore, che riceve la luce solare per supportare gli organismi fotosintetici e scambia gas con l'atmosfera. Questo strato misto perde continuamente sostanze nutritive verso il più profondo, regioni più tranquille dell'oceano mentre gli organismi morti vengono trascinati verso il basso dalla gravità.

Il ritorno di questi nutrienti allo strato misto che sostiene la vita dipende da un processo noto come upwelling. L'upwelling si verifica in luoghi specifici in cui il vento fa divergere le acque superficiali e le acque profonde fluiscono verso l'alto per sostituirle, portando con sé i nutrienti che alimentano la vita.

"Se guardi la vita nei nostri oceani, è prevalentemente concentrato nelle regioni dove c'è upwelling, " ha detto Olson, un TC Chamberlin Postdoctoral Fellow presso il Dipartimento di Scienze Geofisiche.

Olson ha utilizzato un modello per esplorare come i piccoli cambiamenti nei tratti osservabili, come le dimensioni di un pianeta o la velocità di rotazione, può avere un impatto drammatico sulla quantità di risalita nell'oceano di un esopianeta e quindi favorire o sfavore la vita sulla superficie dell'oceano.

"Abbiamo scoperto che i pianeti che ruotano più lentamente della Terra, hanno una pressione superficiale più alta della Terra e hanno oceani più salati della Terra potrebbero tutti sperimentare una maggiore risalita. Ciò potrebbe prestarsi a una vita fotosintetica più attiva e che alla fine potrebbe manifestarsi come vita fotosintetica più rilevabile, " ha detto Olson. "Questi sono i tipi di pianeti a cui dovremmo dare la priorità per gli studi di rilevamento della vita, e quelli sono i tipi di pianeti dove se non troviamo la vita, il mancato rilevamento potrebbe essere più significativo."

Questi risultati sono in contrasto con l'opinione generale sulla priorità degli esopianeti:che la nostra migliore possibilità di trovare la vita sarà quella di individuare un esopianeta con il maggior numero possibile di caratteristiche simili alla Terra.

"Questo studio motiva ad espandere la nostra ricerca oltre gli analoghi della Terra e a considerare se potrebbero esserci o meno pianeti che potrebbero ospitare la vita meglio della Terra stessa, " ha detto Olson.

In particolare, Olson ha scoperto che alcune caratteristiche degli esopianeti che differiscono dalla Terra possono portare a più tracce di gas di attività biologica nell'atmosfera, come ossigeno e metano, rendendo la vita su questi pianeti più facile da rilevare da lontano.

Oltre ad informare la ricerca di vita su altri pianeti, Il modello di Olson può anche fornire informazioni sui modelli di circolazione oceanica sulla Terra e fornire informazioni sia sul passato che sul futuro della vita sul nostro pianeta.

Nel corso della storia della Terra, la velocità di rotazione, la pressione superficiale e la luminosità del sole sono cambiate. Il modello di Olson suggerisce che tutti questi cambiamenti hanno aumentato la risalita nel tempo e potrebbero aver spinto la vita a prosperare nei nostri oceani.

Inoltre, Olson è stato sorpreso di scoprire che un aumento della salinità, la quantità di sale disciolta nel nostro oceano, può influenzare drammaticamente il clima della Terra. Il suo modello ha scoperto che se dovessimo raddoppiare la quantità di sale nel nostro oceano, causerebbe lo scioglimento di tutto il ghiaccio marino e il riscaldamento del pianeta di 6 gradi Celsius.

"Se un fattore di due differenze di salinità è così importante per il clima planetario, la salinità dell'oceano è qualcosa a cui dobbiamo davvero pensare in termini di evoluzione climatica del nostro pianeta, " ha detto Olson.

Il modello di Olson prevede questo e altri cambiamenti sorprendentemente pronunciati nella circolazione oceanica e nel clima modificando sottilmente le caratteristiche di un pianeta simile alla Terra, un parametro alla volta. Esiste il potenziale per impatti più drammatici se i parametri vengono modificati in tandem per riflettere in modo più accurato come le caratteristiche di un esopianeta possono differire dalla Terra, aprendo scenari quasi illimitati da esplorare.

"Gli oceani sono habitat davvero dinamici, e abbiamo appena scalfito la superficie qui, " ha detto Olson. "La mia visione è che le persone si entusiasmeranno per questo e continueranno a lavorare ed esplorare possibilità ancora più esotiche".